elektrik tesislerinde dağıtım ve koruma

HOCHSCHULE BIBERACH

Elektrik-Elektronik Mhendislii Blm

Elektrik Tesislerinde Datm ve Koruma EES 455

Prof. Dr. smail KakProf. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm

DERSN ER

1. Elektrik datm sistemleri 2. Hatalar, tipleri ve etkileri 3. AG ve YGde Topraklama 4. AG Ar akm koruma cihazlar 5. Rleler 6. Hat korumas 7. Transformatr koruma 8. Motor koruma 9. Jeneratr koruma 10. Akm ve gerilim trafolar

Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 2

Sayfa 2

ELEKTRK MHENDSL ANA KONULARIAlnmas Gereken Dersler: 1 - Elektrik Mhendisliine Giri 2 - Elektrik lme 3 - G Elektronii 4 - Elektrik Makineleri 5 - Elektromekanik Enerji Dnm 6 - Enerji retimi 7 - Enerji letimi 8 - Enerji Datm 9 - G Sistemlerinin Analizi 10 - Elektrik Tesisleri

11 - Elektrik Tesis Proje

12 - Elektrik Tesislerinde Koruma 13 - Elektriin Endstride Uygulanmas 14 - G Elektronii 15 - G Kalitesi 16- Kontrol teknii 17 - Elektrik Src Sistemleri 18 - Aydnlatma 19 - Yksek Gerilim Teknii 20 - Elektrik Santrallar 21 - Elektrik Enerjisi Ekonomisi 22 Topraklama 23 - Otomasyon


Sayfa 3

Elektrik G Sistemlerinin Tasarm ve Planlanmas1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. IEC/EN Standartlar, AG/YG Elektrik ebekeleri Ksa devre ve hata akmlarnn hesaplanmas (IEC 60909) ok Akmlara Kar Gvenlik nlemleri (IEC 60 364-4-41) Kablo ve letkenlerin Ar Akmlara Kar Korunmas (IEC 364-4-43) Elektrik Tesislerinde Gerilim Dm Hesab (IEC 60 364-5-52) Selektif Seicilik ve Back-up-Koruma (IEC 60 364-5-53) AG ve YG Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Topraklama, Koruma, ve Potansiyel Dengeleme iletkenleri (IEC 60 364-5-54, HD 637 S1) 8. lk Denetleme ve Deneyler (IEC 60 364-6-61) 9. Elektrik Tesislerinde Koruma 10. Transformator ve Asenkronmotor


Sayfa 4

1. Elektrik Datm SistemleriSantral Transformatr letim

Aratrma ve byk sanayiler

Demir yolu ulam

Konutlar Kk iletmeler, tarm ve konutlar

Sanayi, bro, i hanlar maaza ve oteller

Hastane

Ofis Binas

Tnel

Havaliman

Ticaret Merkezi

Alveri MerkeziSayfa 5


2050 Ylnda Elektrik ebekeleri


Sayfa 6


Sayfa 7

AG Datm ebekelerinin incelenmesiBasit radyal ebeke Yedek radyal ebekelera) Ksmi yedek ebeke b) Tam ykl ebeke

T1

T1

T2

T1

T2

T3

n.k

Y

n.k

n.k

n.k AG Ana panosu n.a n.a

S rT

PToplam cos

(n 1) S rT

PT 2 cos

(n 1) ai S rT

PToplam cos Sayfa 8

n.a: normalde ak; n.k: normalde kapal; Y: nemli ykler; ai : trafonun ykleme faktrProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 8

Sanayi Datm ebekeleri


Sayfa 9

Sanayi datm ebekeleri (Ray sistemi)

Sanayi datm ebekeleri (Optimum Ray sistemi)


Sayfa 10

IEC ve EN Standartlar, Trkiyede Ynetmelikler

Ankara Mart 2001

Standartlar can ve mal gvenlii iin en asgari kurallardr. Uygulanmalar zorunludur. 1958 18962006


Sayfa 11

IEC 60 364: Binalarda Elektrik TesisleriIEC 60364-1: Ama, Kapsam, Dayanak ve Uygulama, Tanmlar Blm 2: Ksm 2: Tanmlar (VDE 0100) Blm 3: (VDE 0100) Genel Karakteristiklerin Belirlenmesi Ksm 30: Genel Karakteristiklerin Belirlenmesi En byk talep gc Ezamanllk faktr Beslemenin nitelii Datm kaynaklar Tesisin devre dzeni Uyumluluk Bakm Besleme kaynaklar D etkiler

Blm 4: Gvenlik nlemleriKsm 41: ok akmlara kar gvenlik nlemleriKsm 42: Termik etkilere kar koruma

Blm 5: Donanmn seimi ve koruma iin gvenlik nlemleriKsm 51: Genel nlemlar

Blm 6: lk denetleme ve deneyler

Ksm 61: Denetlemenin nemli ksmlar Gzle denetleme Kontrol ve lme Koruma ve potansiyel dengeleme iletkeni Elektriksel ayrma ile koruma Yaltm direncinin llmesi Otomatik kesme ile koruma Dner alan lm Gerilimin llmesi Dier lmler

Ksm 43: Kablo ve iletkenlerin ar akma kar korunmasKsm 44: Ar gerilime kar koruma Ksm 45: Dk gerilime kar koruma Ksm 46: SAyrma ve amalara kar koruma

Ksm 52: Kablo ve iletken tesisleri Ksm 53: Ama ve kontrol cihazlar Ksm 54: Topraklama, koruma iletkeni ve potansiyel dengeleme iletkeniKsm 55: Dier elektrik malzemeleri Ksm 56: Gvenlik amal kurulan elektrik tesisleri

Ksm 7 . . . . . Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Ksm Ege . . . Ksm 7 . . . . . . Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, 7 . . . niversitesi, Mhendislik Fakltesi,. Elektrik-Elektronik Blm. . Seite 12 .. .. ..

Blm 7: zel tesisatlar veya yerler iin zel kurallar

Ksm 701: Banyo ve du yerleri

Ksm 710: Tbb yerler

Ksm 718: Kalabalk topluluklarn bulunduu binalar,

Ksm 722: Uan yaplar, gsteri amal araba ve karavanlar Ksm 7 . . . . . .

Sayfa 12

Trkiyede Kullanlan Normlar:1. Elektrik Tesisleri Ynetmelii IEC 60 364 (VDE 0100) 2. Topraklamalar Ynetmelii IEC 60 364n Ksmlar HD 637 S1 (VDE 0141) 3. Proje Hazrlama Ynetmelii


Sayfa 13

IEC ve EN Normlar: IEC 60 364: Binalarda Elektrik Tesisleri IEC 60 909: Elektrik Tesislerinde Ksa Devre Hesaplar IEC 62305: Binalarn Yldrma Kar Korunmas HD 637 S1: YG Elektrik Tesislerinde Topraklama


Sayfa 14

DIN Standartlar1. DIN 18012 Binalarda Yap Balant Kutular Tesisleri (Bina, oda ve tesis yerleri, ller) 2. DIN 18013 Binalarda Saya Tesisi 3. DIN 18014 Temel Topraklama 4. DIN 43871 Tali Datm Panolar 5. Teknik Yap Balant artnamesi (Enerji datm yapan firmalar) 6. DIN 18015 Binalarda Elektrik Tesisleri 1. Ksm: Plan ve tasarm ilkeleri 2. Ksm: Asgari donatmn cinsi ve yaps* 3. Ksm: letken, alter ve prizlerin dzenlenmesiProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 15

Sayfa 15

Dnyada Elektrik Tesisleri Norm GruplarUluslar aras IEC 60364 Electrical installations of buildings gelecekte: Low voltage installations Avrupa HD 384 Binalarda Elektrik Tesisleri gelecekte: HD 60364 AG Elektrik Tesislerinin Kurulmas Yerel (rnek: Almanya) DIN VDE 0100 (VDE 0100) AG ElektrikTesislerinin Kurulmas Yerel (rnek: Trkiye) Trk Standartlar Enstits Elektrik Tesisleri YnetmeliiProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 16

Sayfa 16

Bilgisayar Programlar:1. Simaris Design (Siemens) 2. Doc Win (ABB) 3. ECODIAL (Schneider) 4. NEPLAN (ABB) 5. DigSilent (Fichter) 6. Sincal (Siemens)


Sayfa 17

10 Admda akm devresi hesab:(Projelerde dikkate alnmas gereken hususlar)1. letme (tasarm) akmnn hesaplanmas 2. Ar akm koruma cihaznn nominal akmnn tesbit edilmesi 3. Kablo veya iletken kesit hesabnn yaplmas 4. Ksa devre hesaplarnn yaplmas 5. ok akmlara kar gvenliin salanmas (Otomatik ama) 6. Gerilim dm hesaplarnn yaplmas 7. Selektif seiciliin salanmas 8. Topraklama, koruma ve potansiyel dengelemenin yaplmas 9. izimlerin, ekil ve emalarn yaplmas 10. Tesisin denenmesi, llmesi ve devreye alnmas


Sayfa 18

Siemens: SIMARIS 5.0


Sayfa 19

ABB: NEPLAN


Sayfa 20

2. Elektrik Tesislerinde Ksa Devre Hesaplar (IEC 60 909) Hatalar, tipleri ve etkileri110kVR05 R10 R30 R40 R50 R60 R90 Adm. Building Press Shop Body Shop Paint Shop Social Building Assembly Shop Compr. Supply, Utilities Transformer Powerstation

20kV Press Shop Paint Shop

R100.4kV

R40 System 2

UtilitiesR90M1

UtilitiesR90

Body Shop R30

GR50 0.4kV

1 GVA

0.4kVR5 0.4kV

M5

M6M10

6kV

0.4kV

0.4kV

Social Building

R40 System 1 Emergency Supply-BBG 3~

Assembly Shop

R60

20kV

20kV

0.4kV

20kV

0.4kV

0.4kV


Sayfa 21

Elektrik Tesislerinde Hatalar


Sayfa 22

Tanmlar:Ksa devreL1-N/ L2-N/ L3-N L2-L3 L1-L2 L1-L2-L3

PEN

IBIn1-faz

L1-L3

L1 L2 L3 N PE

2-faz

3-faz

letken hatas

Gvde hatasU B UF

Toprak hatas

RB

Toprak

RASayfa 23


Ksa devre akmlarnn karakteristikleri: Hesaplama metotlar

I cn > I "k 3

FipI ma

I"kI "k 3 , I "k 2 I "k1 , I "kEE

I th

Ik ip Ik id.a. A

Balang simetrik ksa devre akm Tepe ksa devre akm Kararl durum ksa devre akm Ksa devre akmnn d.a. bileeni id.a. d.a. bileeninin balang deeri

I CE , I Re st

I "k1 > I aSayfa 24


Elektrik tesislerinde ksa devre akmlar" Ik3

kutuplu ksa devre akm panolarda dinamik zorlamalar kontrol etmek iin hesaplanr." I cn > I k 3

I

" k 1min

Tek kutuplu ksa devre akm son devrede otomatik amann istenilen zamanda gereklemesinin kontrol iin hesaplanr." I k1min > I a


Sayfa 25

Elektrik tesislerinde ksa devre akmlarc Un c U n = I = 3 Z k 3 Rk 2 + X k 2'' k32,0 1,8

3 Rk Xk

1,6 1,4 1,2 1,0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

i p = 2 I k''I'' k min

= 1,02 + 0,98 e

c U = = min n 3 U n 3 Z k max

S

'' k min

R/X

I

'' k max

=

S k'' max 3 U n

=

cmax U n 3 Z k min

I k'' 2 pol =

3 '' I k 3 pol 2


Sayfa 26

Ksa devre yerindeki e deer gerilim kaynaQ

T

A

LLast

" U nQ , I kQ

tr : 1

HVX Qt

LVFehlerstelle

RQt

RTK

X TK

RL

XL

F

Q01

A

~I" kSayfa 27

c U n 3


Simetrik bileenler~ ~ ~U UN U VN U WNU RS U ST U I1

URR(L1) S(L2)

I2 I3

RT

T(L3)

NU 1N U 2 N U 3 NN

US

UTj ImI T = a IR

240

0

120I S = a2 IR

0

I R = IR

Re Re


Sayfa 28

uu (t ) = u cos t , uV (t ) = u cos(t 2 / 3)

uW (t ) = u cos(t + 2 / 3)a =e2

j1200

= 0,5 + j 0,866 =

1 3 + j 2 2

a = e j 240 = 0,5 j 0,866 =

0

1 3 j 2 2

a =11+ a + a = 0Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 29

3

2

Sayfa 29

Her asimetrik sistem positif, negatif ve sfr bileenlere ayrlr.I 2R I 1R I 0R IR

IT=

I 1T I 1R+

I 2T+

I 0 R I 0 S I 0T

IR IS I 1S

I 2S I 2RNegatif bileen Sfr bileen

Pozitif bileen


Sayfa 30

Akmlarn hesaplanmas (rnek: I k1 )ebeke

"

Q

HV

T

LV

Ksa devre yeri

Hata akmlarL1 L2 L3L1 L2 L3


Sayfa 31

Simetrik bileen komponentleri1. ebeke izilirF R S T

3. Transfer matriksi T yazlr

I102 = T I RST 1 1 1 1 2 T = 1 a a 3 1 a 2 a I0 I1 I 2 = 1 1 1 I R 1 2 1 a a I S 3 1 a 2 a I T Sayfa 32

IR

IS

ITE

2. Hata yeri belirlenirI S = IT = 0 UR =0Seite 32

Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm

4. Simetrik komponentler akm hesaplanr1 (I R + I S + I T ) = 1 I R 3 3 1 1 I1 = I R + aI S + a 2 I T = I R 3 3 1 1 I 2 = I R + a 2 I S + aI T = I R 3 3 1 I 0 = I1 = I 2 = I R 3 I0 =

5. Balant emalar verilir

~ ~01

Z1

I1

( (

) )

E=

cU n 3I2

U1

Z2

~ ~

" I k1

02

U2 I0 U0

Z0

00


Sayfa 33

6. Tek fazl hata akm hesaplanr ve RST dzeyine transfer edilir

I RST = T 1 I 012E = Z1 I 1 + Z 2 I 2 + Z 0 I 0 E = I 1 ( Z1 + Z 2 + Z 0 )

T 1

1 1 1 1 2 = 1 a a 3 1 a a 2 I1 = E Z1 + Z 2 + Z 0

" I k1 = I R = I 0 + I1 + I 2 = 3I1 " I k1 =

3E Z1 + Z 2 + Z 0

" I k1 =

3.c.U n Z1 + Z 2 + Z 0Sayfa 34


Empedans ve hata akmlarnn hesaplanmasebeke fiderleri1) Transformatrsz

Z Q=

c UnQ" 3 I kQ

X Q= 0,995Z Q RQ = 0,1 X Q

Ik " =

c U n 3 Z k


Sayfa 35

2) Transformatrl

Z Qt=

cQU nQ" 3 I kQ

1 tr2

Ik "

100% I rT ukr


Sayfa 36

TransformatruRr =RTKXTK

P krT 100% SrT

Sfr empedanslar DyX 0T= 0,95 X T R0T =RT

2 2 X T = ZT RT

U1

U2

'

Z TK = KT Z T

Dz, YzX 0T= 0,1 X T R0T = 0,4 RT

Z T = RT + jX TK T = 0,95 c max 1 + 0,6 T

Z T=

u kr U 100% S rT

2 rT

YyX 0T= 7...100 X T R0T = RT

Nispi Reaktanz

2 P krT PkrT U rTLV RT = = 2 2 3 I rTLV S rT

T= X T

2 U rT SrT


Sayfa 37

Senkron jeneratrRG" Xd

" RG 0,05......0,15 X d

G 3~

U rG / 3

KG =

Un cmax " U rG 1 + xd sin rG" Xd 2 U rG / S rG

" Z G = RG + jX d " Z GK = K G ( RG + jX d )

" xd

=

" Ik =

c U n / 3 ZG KG


Sayfa 38

Hava hatlar ve kablolarRL

XL

Rl =

l S

R L = R L `l

X L= X L`l

X L= 2 f LSfr empedanslar:

R X C = R20 C 1 + x 20 C

[

(

)]

X 0L = XL R0 L = RL

izelge

izelge


Sayfa 39

Hava hatlar iin birim uzunluundaki reaktans' X L = 2 f

' XL

0 1 d d 1 + ln = f 0 + ln 2 4n r r 4n

Burada: letkenler veya bandllarn merkezleri aras geometrik ortalama uzaklk, r Tek iletkenin yar ap. letkenin bandl olmas durumunda, rnin yerine

rB = nrR n1n

nin gemesi gerekir. Burada, R bandln yar apdr (IEC 60909-2), n bandldaki iletken says, tek iletken iin n=1 alnr. 0 = 4 x 10 7 H/m. Pratik deerler:

x ' 0,08m / m x ' 0,33m / m x 0,12m / m'Seite 40

Kablo ve iletkenler Havai hatlar BaralarSayfa 40


Trafo zerinden beslenen motorlar

Q

I" kQ

" I k U nQ = 20kV

T1A

T2

T3U n = 6kV B

SM 3~

rT

= S rT 1 + S rT 2 + S rT 3

U n = 0,4kV

M 3~

M 3~

M 3~

P S

rM rT

|

0,8 c.100 S rT

M1

M2

M3rM

M4

" 3 U nQ I kQ

0,3 |

P


Sayfa 41

TN sistemde evrim empedansnn ve tek kutuplu ksa devre akmnn hesaplanmasBara 2, Ana pano Bara 1 L1 L2 L3 PE N

ZS = ?PEN

evrim empedans iin edeer emasXT RTXF RF

PE

XL

RL

RBX PEN R PENX PE R PE


Sayfa 42

1. Empedans deerlerinin hesaplanmas1. Transformator 2. Havai hat 3. letken 4. PEN iletkeni 5. PE iletkeniI " k1 min =

RT , X T RF , X F RL , X L RPEN , X PEN RPE , X PE

Toplam:

R XS

S

2 2 Z S = RS + X S

I " k1 min =

c min U n 3 ZS

i p = 2 I " k1c min 3 U n

(2 R1Q + 2 R1T + 2 R1L + R0T + R0 L ) 2 + (2 X 1Q + 2 X 1T + 2 X 1L + X 0T + X 0 L ) 2

I

"

k 1 min

=

c min 3 U n | 2 Z (1) + Z ( 0 ) |

I

"

k3

=

c U n 3 Zk

mit Z (1) = Z ( k )

" Ik2 " Ik

=

3 2

i p = 2 I "k 3Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 43

Sayfa 43

TT Sistemde topraklama direncinin ve hata akmnn hesaplanmasRQ, XQ RT, XT RL A1, XL A1 L1 L2 L3 N

RA

50V U L veya Z S 0 I n Ia

IH =

U0 U0 = Z T + Z KA1 + Z LA2 + RA + RB RA + RB

RL A2 XL A2M 3~

Z S = Z T + Z KA1 + Z LA1 + RA + RB

RL PE XL PE

RB

RA = ?RA

IHProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 44

Sayfa 44

3. AG ve YG Elektrik Tesislerinde TopraklamalarIEC 60 364-5-54 EN 50522

ok Akmlara Kar Gvenlik nlemleri IEC 60 364-4-41Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 45

Sayfa 45

A.A etkilerinin akm-zaman blgeleriAma akm Balang akm

ms100 00 5 000 2 000

AC-4-1:Ventrikler fibrilasyon olasal %50

UT = ? UL = ?IH = ?RV = ?

AC-4

2

5

10

20

50 1 00 2 00

500 1000 2000

5000 10000

Genellikle bir tepki yoktur Genellikle zararl bir fizyolojik etki yoktur ca. 0,75 s ca. 0,14 svulnerable Phase

Vcut mA akm

Organik bir hasar olmaz. Geici kalp kaslmalar, kaslarda kramp, nefes almada zorluklar grlr


Sayfa 46

TN Sistemin incelenmesi:L1 L2 L3 PE N

Datm panosu

PEN

Koruma Potansiyel dengeleme iletkenleri (KPD)

B16 AAna topraklama klemensi (ATK)

RB

RA Temel topraklama

U0 (V)

ta (s)

1. TN sistemde topraklama tesisatn ana esi deildir. 2. Hata akm evrim empedans tarafndan tayin edilir.Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 47

230 400Sayfa 47

? ?

TT Sistemin incelenmesiRT RL1L1 L2 L3 PE

In40 A 30 mA

N

Datm panolarnda PE ve N klemensleri kesinlikle birletirilemez. 1. TT sistemde topraklama tesisatn ana esidir. 2. Toprak hatas akm topraklama direnci tarafndan tayin edilir. Diren topran cinsine, nemine, scaklna ve topraklama tesisinin yapsna, ekline ve anma durumuna baldr.RBToprakSeite 48

N B/16 A

RPE

RL2

RA

Ana topraklama klemensi (ATK)Sayfa 48


IT Sistemin incelenmesi (IEC 60 364-7 Ksm 710)L1 L3PE

IDM RCD Potansiyel dengeleme iletkenleri PDB RT RCD A Id M 1~ CE

1. hata

2. hata

IDM: Yaltm izleme dzenei, RCD: Artk akm koruma dzenei

Bu sistemin TT veya TN ile birlikte hastanelerde, maden ocaklarnda ve ok hassas tesislerde kurulmas zorunludur.Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 49

Sayfa 49

Topraklayc eitleriTopraklayc olarak aadaki malzemeler kullanlabilir.

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

Temel topraklayc (Kullanlmas zorunludur) Gzl topraklayc erit topraklayc Halka topraklayc Derin topraklayc Yldz topraklayc A topraklayc Levha topraklayc (Kullanlmas yasaktr)


Sayfa 50

Temel Topraklama(30 x 3,5)mmADB

Balant klemensleri

Topraklama filizi

RE

2 E .D4 L B

D=

elik donatml temel topraklaycya rnek

Mesafe tutucu

Beton Toprak


Sayfa 51

Topraklama tesisleri, koruma iletkenleri ve koruma potansiyel dengeleme iletkenlerinin gsterilmesiPE LPS LPS PE-K T Du veya banyo kabini Koruma iletkeni (Gvenlik iin) Koruma iletkeni klemensi (Gvenlik iin)

Topraklama iletkeni (Hata akmnn topraa aktlmas iin)

eKPD Ek koruma potansiyel dengeleme KPD koruma potansiyel dengeleme T1 Temel topraklama

eKPD

eKPD

V

V

AG datm panosu

VPE eKPD eKPD

T2 Yldrm koruma topraklamas LBS Yldrm koruma tesisi C1 Metal su borusu C2 Pis su borular

PE

PE

PE-K

PE PE

PE KPD

PE

AG datm panosu

V

V

C3 Metal gaz borusu C4 Klima tesisi C5 Kalorifer borularEL

KPD

KPDKPD T KPD ATB (K) T Temel topraklama T2 T1 Kalorifer

C6 Metal borular (banyoda) C7 Yabanc iletkenler

PE-K Binann temeli T2

TEDA Enerji girii

V

letme cihazlar


Sayfa 52

YG Elektrik Tesislerinde TopraklamalarTopraklamalar Ynetmelii (HD 637 S1, Blm 9: Power installations exceeding AC 1kV)

UST UST

UE

E E E

S


Sayfa 53

Direklerde topraklama tesisleri34,5kV

400V/ 230V

Datm panosu topraklamas

Trafo yldz noktas topraklamas

Direk topraklamas

Parafudr topraklamas


Sayfa 54

YG` de snrl akm sreleri iin izin verilen en yksek dokunma gerilimleri1000 9 V 8 7 6 5 4 3

c b a

UTp 2Dokunma gerilimi

1 100 9 8 7 6 5 4 3 3 4 5 6 7 8 9 0,1

2

3

4 5 6 7 8 9 1

2

3

4 5 6 7 8 9 10

a) Hayvanlardaki zamana baml dokunma gerilimi b) Eski VDE 0141deki dokunma gerilimi c) Yeni kabul edilen eriProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 55

Akm sresi

t

s

Sayfa 55

Yldz noktas direk topraklanm ebekeler

Ik3

N

I "k1 =

3 c min U n Z1 + Z 2 + Z 0Ik1

Tek kutuplu hata akm= Toprak ksa devresiProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 56

Sayfa 56

Yldz noktas bir diren zerinden topraklanm ebekelerL1 L2 L3" I k 1 2kA

U E > 150V U B 75V

Ik1

Tek kutuplu hata akm= Toprak ksa devresiProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 57

Sayfa 57

Yldz noktas kompanse edilmi ebekelerL1 L2 L3

ID =

c U n 3 L

XD

U E 150V U B 75VID

I Re st = 3...5% I CE

ICE

I CE = I D

I CE = 3 C E

c U n 3

I Re st 10% I CE ( HD 637 S1)

Tek kutuplu hata akm= Toprak hatasProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 58

Sayfa 58

Yldz noktas yaltlm ebekelerL1 L2 L3

10 A < I CE < 35 AU E 150V U B 75V

CE

CE

CE

ICE = IF

I CE = 3 C E

c U n 3Sayfa 59

Tek kutuplu hata akm= Toprak hatasProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 59

Topraklama sistemlerinin tasarm iin ilgili akmlarYksek gerilim sisteminin tipi Isl yklenme ile ilgili akmlar Topraklayclar Topraklama iletkeniTopraklama gerilimi ve dokunma gerilimleri ile ilgili akmlar7) 2) 2 Re st

Yldz noktas yaltlm ebekelerSndrme bobinli tesislerde Toprak temas kompanse edilmi ebekeler Sndrme bobinsiz tesislerde

-

6)

I " kEE9)

9)

I E = r IC

6)

IE = r I + I2 L

4)

I " kEEI4)

I E = r I Re st5)

Yldz noktas deeri dk bir empedans zerinden topraklanm ebekeler Toprak temas kompanze edilmi ve geici olarak yldz noktas deeri dk empedans zerinden topraklanm ebekeler Yldz noktas geici olarak topraklanm tesislerde teki btn tesislerde Sndrme bobinli tesislerde Sndrme bobinsiz tesislerde

I

"

k1

"

k18)

IEIE5)

I-

"

k16)

I

"

k13)

2 2 I E = r I L + I Re st

I " kEE

2)

I E = r I Re stSayfa 60


4. Ar Akm Koruma Cihazlar letken ve Kablolarn Ar Akmlara Kar Korunmas IEC 364-4-43 (HD 384.4.43)PEN (N) L1

L2

L3Sayfa 61


IEC EN 60269

E

gG

MCB

IEC EN 60898 IEC EN 61008-1 RCD (KAR)Sayfa 62

MCCB IEC EN 60947Seite 62


Ar akmlara kar akm devresinin korunmas:" Ik3

Datm panosu letken deerleri

Ar akm koruma dzeneiKoruma cihaznn nominal akm Koruma cihaznn ama akm

In

IbIz Ir

letme akm, tasarm akm letkenin srekli akm tama kapasitesiletkenin izelgeden okunan srekli akm tama kapasitesi

I2

I a = 5.....20 I n" I k1min

1,45 I zYk P=2,3kWSayfa 63


Ar ykte korumaBir kabloyu ya da yaltlm iletkeni ar yke kar koruyan koruma cihaznn karakteristikleri aadaki iki koula uygun olacaktr:

Anma kural:

Ib In I z

Tetikleme kural: I 2 1,45 I z


Sayfa 64

letmede kablo ve iletkenlerin yklenebilirlii iin dzeltme faktrlerine dikkat edilmelidir.

I z = f1 f 2 f 2 I rf1 : f2 : f3 : f4 : Ir :Kablolarn deme tr Kablolarn ylmas Taslak: izelge A.2, PVC Taslak: izelge A,17 EITY 10.02.05

Deien ortam scaklklar Taslak: izelge A,14 letme tr izelgeden okunan deerletme scakl: PVC: 70C VPE: 90C Ksa devre scakl: PVC: 160C VPE: 250C PE : 150C


Sayfa 65

Ksa devrede koruma

k S t k = '' I k1

5 saniyeye kadar olan ama zamanlar yaklak olarak aadaki forml ile hesaplanabilir: S : letkenin kesiti (mm2) 2Ik : Hata akm (A) k : Malzeme katsays ( tk : Ama sresi (s)A s mm 2

)

ok ksa sreli ama zamanlar iin (t < 0,1s) aadaki forml kullanlr: t/s 2 2 2 Kablo veya k iletken

I t k S

Koruma cihaznn geirgenlik enerjisiSeite 66

MCB

gG

letkenin It ykleme deeriSayfa 66

I/A


Kablo ve iletkenler:1. Tasarm akm, 2. Kabul edilebilir en byk scaklk, 3. Gerilim dm snr, 4. Ksa devre ve toprak hata akmlarna bal olarak oluan elektromekanik zorlamalar, 5. Akta olan iletkenlerde ortaya kabilecek dier mekanik zorlamalar, 6. Ksa devre ve toprak hatas korumalarnn almas iin gerekli en byk empedans snr, dikkate alnarak belirlenecektir.Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 67

Sayfa 67

5. Elektrik Tesislerinde Gerilim Dm Hesab IEC 60 364-5-52


Sayfa 68

IEC 60 364 Ksm 41e gre otomatik ama artlar

ZS

lmsade

Z S (m ) 1000 = 2 Rl'30CZ Cihaz

Z ebeke

Z Ana iletkenkWhDIN 18015 1

Z PanoDPU 0,5%

Kofre

l maxU 2,5%

U 4%IEC 60 364 Ksm 52 ve DIN 18015-1e gre gerilim dmT

2 l AC 1~ I b cos U = SQ

S=S=

2 l I b cos U3 l I b cos USayfa 69

Q

U =

3 I b l AC 3~ cos S


6. Elektrik Tesislerinde Selektif Ama ve KorumaIEC 60 364-5-53: Elektrik tesislerinde cihazlarn seimi, tesisi, korumas ve ayrmas IEC 60 364-7-710: Tbbi yerler IEC 60 364-7-718: Kalabalk topluluklarn bulunduu binalar, Taslak normProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 70

Sayfa 70

Tesislerde seicilikBinalarda Yap Ynetmelikleri

Saya panolar

Blgesel Ynetmelikleris s s s s s s s

Ana iletkenler Ana tablo MCCB

Belediye Ynetmelikleri

Yangn YnetmelikleriAna kablo

Ana besleme kablosu Teknik Balant artnameleriYap balant kutusu

gG

Genel Proje TalimatlarMuf


Sayfa 71

Sigortalar ile devrelerin korunmas ve seicilikADP

I n1 = ?TP 50A 50A

gG

100A

t (s) 103

63 160

250 400

630

1000

I n 2 = 100 AKsa devre akm

102 1012 6 16 25 40

100 ts=1,7s10-1

800A

101

102

1 2

I n1 1,6 I n 2Sigorta bandlar birbirine dememelidir.3

103 Ik=800A

104

Ip (A)

6% band kaymasna dikkat edilmelidir.

NH-SigortalarSeite 72

IEC 60269-1 - VDE0636-201 - 2A bis 1150ASayfa 72


Minyatr kesiciler ile devrelerin korunmas ve seicilik (MCB)300

Zaman t

60

I2 I1

F1Ar ykte ama

B=?

Dakika

10

1 10 5 1 0,4 0,1

I3

F3

F2

B=16A

Saniye

I3 A I4 I4 B C I5 I5 I4 I4 D I5

I5Gecikmesiz

ksa devrede ama

0,01

1

2 3 4 6 810

20 3040 6080100

x Anma akm In

MCB Minuture Circuit Breaker IEC 60898-1 (IEC 60947-2) - In = 0,5A bis 115A, Icn=3 - 25kAProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 73

Sayfa 73

G kesiciler ACB, MCCB (EN 60947-2) (Termik manyetik alterler)L S I N GIn =630-6300 A Icu= 50 - 100kA In =16-1600 A Icu=45- 100kASeite 74 Standard Optional

Ar ykte ama LI2t I4t

ta (s)

Gecikmeli ksa devrede ama SStandard Optional tsd I2t

1000

IrN

Ir tr

Gecikmesiz ksa devrede ama IStandard Optional On Off

100

10

Ig

Isd

Ntr iletkeni korumasStandard Optional 0,5 1 x Ir Off

1

0,1

tg

Toprak hatasnda amaStandard Optional tg I2t

tsd

Ii

0,01

0,5

1

5

10

50

x In

L = Long time , inverse time delayed overload release S = Short-time delay short-circuit release I = Instantaneous short-circuit release G = Ground Fault ProtectionSayfa 74


7. Elektrik Tesislerinde lmler IEC 64 364-6-600


Sayfa 75

Her proje tesis edikdikten sonra aadaki deneylerin yaplmas zorunludur:1. Ana ve tamamlayc potansiyel dengeleme, koruma iletkenlerinin sreklilii, 2. Yaltm direnci gerilim altndaki iletkenler ve her bir gerilim altndaki iletken ve toprak arasnda, tesis enerjilenmeden nce, 3. TT sistemde kurulan topraklaycnn yaylma direnci, 4. TN sistemde evrim empedans, 5. Tek faz ksa devre akm ve olas toprak hatas akm, 6. RCD mekanik ve elektriksel olarak llecektir. 7. Dner alan llecektir.Prof. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 76

Sayfa 76

8. OG ve YG ebekelerinin Ar Akmlara Kar Korunmas


Sayfa 77

rnek bir ebeke planlamas ve korumas? ?Ana bara200 / 1? 5? A 200 / 1? 5? A 110 / 20 kV 30MVA uk = 12%

154/34,5kV

Q1?

?n.c.

?200 / 1? 5? A

?

200 / 1? 5? A

stasyon 1200 / 1? 5? A

Kablo uzunluklar a) 500m b) 20km stasyon 2200 / 1? 5? A

200 / 1? 5? A

?Trafo 2 20/0,4kV 0,8MVA 6% In,pri = 23A In,sek = 1155A

stasyon 3200 / 1? 5? A

200 / 1? 5? A

OG ebekesi

Trafo 1 20/0,4kV 0,8MVA 6% In,pri = 23A In,sek = 1155A

?

Trafo 3 20/0,4kV 0,8MVA 6% In,pri = 23A In,sek = 1155A


Sayfa 78

Koruma cihazlarnn kombinasyonuHatay tesbit - eviriciKoruma MCCBAMZ UMZ UH

evirici


Sayfa 79

Koruma cihazlarnn tarihesi

DIJITAL ANALOG MEKANK1950 1960 1970 1980 1990 2000Sayfa 80


ANSI ve IEC Standartlar Koruma FonksiyonlarANSI Numaras 21 49 50 50N 87 59 51 51N 46 37 IEC simgesi Z I> I >> I E>> IG > U>t I>t IE > t I2 I< Mesafe rlesi Ar yk hzl ar akm hzl ar akm toprak Diferansiyel rle Ar gerilim rlesi baml UMZ Toprak hatas AMZ Asimetrik yk Az akm Anlam


Sayfa 81

OG/YG ebekelerinde ar akm koruma dzenekleri UMZ-Koruma dzenei: Sabit zamanl ar akm rlesi (Akmdan bamsz koruma rlesi) AMZ-Koruma dzenei: Ters zamanl ar akm rlesi (Akma baml koruma rlesi) XMZ = UMZ ve/veya AMZ Fonksiyon iin gerekli olan veriler: Hata kriteri iin: Selektivite kriteri iin:Seite 82

Ar akm ZamanSayfa 82


Transformatrlerin ar akmlara kar korunmas1. Buchholz rlesi ile koruma 2. Termik rle ile koruma 3. HH sigortalar ile koruma 4. Diferansiyel rle ile koruma 5. Ar gerilimlere kar koruma


Sayfa 83

Sigortalar ile korumaDrt ana kriter dikkate alnmaldr: 1. Selektif seicilik 2. Rush akmlar 3. Transformatrn sekonder tarafnda oluan ksa devre akmlar


Sayfa 84

10. Akm ve Gerilim lme Transformatrlerii1 i2

R` b

Akm trafosui1 i2 im Xh Xi Ri

letkenXL RL

Koruma cihaz

P = I2 * R

X Koruma R Koruma

XL

RL


Sayfa 85

i2

Termik yklenme tehlikesi [A] 10 P 20, 10VA

RB < R NSekonder akmFi = 10%

R N

=10VA

>10VA

Fonksiyon tehlikesi0 0 10 P 20, 10 10VA 20 30Trafonun nominal yklenmesi Nominal ar akm katsays Kssc ekirdek tipi: P = Koruma Doruluk % bei Kssc InProf. Dr.-Ing. Roland Koenigsdorff Prof. Dr. smail Kak, 27 Eyll 2010, Ege niversitesi, Mhendislik Fakltesi, Elektrik-Elektronik Blm Seite 86

i 1 [A]

Primer akm

Sayfa 86

Balant emalar letken kayplar VA 60 2,5mm2 I2N = 5A

30

16mm2

2,2 1,2 0 0 100

I2N = 1A

2,5mm2 16mm2

m 200 letken uzunluu


Sayfa 87

11. Motorlarn Korunmas


Sayfa 88

12. Jeneratrlerin Korunmas


Sayfa 89

Beni dinlediiniz iin teekkr ederim. SORULARINIZ ? Tm Derslerinizde ve Yaamnzda baarlar dilerim!


Sayfa 90

ay kahve aras


Sayfa 91

elektrik tesislerinde dağıtım ve koruma

Documents